【題目】如圖所示,某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題:
(1)甲烷燃料電池負極反應式為________________________。
(2)石墨(C)極的電極反應式為_______________________。
(3)若在標準狀況下,有2.24 L氧氣參加反應,則乙裝置中鐵極上生成的氣體的體積為________L;丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為________ g。
(4)某同學利用甲烷燃料電池設計電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實驗裝置(如圖所示)。
若用于制漂白液,a為電池的________極,電解質(zhì)溶液最好用)________________
若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液,陽極選用________作電極。
【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2Cl--2e-===Cl2↑ 4.48 12.8 負 飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水) 鐵
【解析】
燃料電池中,投放燃料的電極是負極,投放氧化劑的電極是正極。
(1)燃料電池中,負極上投放燃料,所以投放甲烷的電極是負極,負極上失電子發(fā)生氧化反應,電解質(zhì)溶液為堿性,產(chǎn)物為CO32-,電極反應式為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(2)甲中投放氧化劑的電極是正極,所以乙裝置中石墨電極是陽極,陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為:2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等,若在標準狀況下,有2.24L氧氣參加反應,氧氣的物質(zhì)的量是2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,則則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×4=0.4mol,乙裝置中鐵電極上氫離子放電生成氫氣,設生成氫氣的體積為xL;丙裝置中陰極上析出銅,設析出銅的質(zhì)量為yg,則
2H++2e-=H2↑
2mol 22.4L
0.4mol xL
解得x=4.48L
Cu 2++2e-=Cu
2mol 64g
0.4mol yg
解得y=12.8g;
(4)電解飽和食鹽水時,陰極上析出氫氣,陽極上析出氯氣,氯氣和氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉,次氯酸鈉是漂白液的有效成分,B電極上生成氯氣,氯氣的密度小于溶液的密度,所以生成的氯氣上升,能和氫氧化鈉溶液充分的接反應生成次氯酸鈉,所以A極上析出氫氣,即A極是陰極,所以a為電池負極;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉做電解質(zhì)溶液,陰極上氫離子放電生成氫氣,如果陽極是惰性電極,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣得不到氫氧化亞鐵,所以陽極上應該是鐵失電子生成亞鐵離子,亞鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵。答案為負 飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水) 鐵。
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【題目】下圖是用于航天飛行器中的一種全天候太陽能電化學電池在光照時的工作原理。下列說法正確的是
A. 該電池與硅太陽能電池供電原理相同
B. 光照時,H+由a極室通過質(zhì)子膜進入b極室
C. 光照時,b極反應為VO2++2OH--e-=VO2++H2O
D. 夜間無光照時,a電極流出電子
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【題目】在濃度均為3mol·L-1的H2SO4和NaOH溶液各100 mL中,分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應完畢后生成氣體的質(zhì)量比為4∶5,則加入鋁粉的物質(zhì)的量為( )
A.0.125molB.0.25molC.0.5molD.1mol
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【題目】下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下不能實現(xiàn)的是
A. NH3NOHNO3
B. 濃鹽酸Cl2漂白粉
C. Al2O3AlCl3(aq)無水AlCl3
D. 葡萄糖C2H5OHCH3CHO
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【題目】COCl2俗名稱作光氣,是有毒氣體。在一定條件下,可發(fā)生的化學反應為:COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) ΔH<0 下列有關(guān)說法不正確的是
A. 在一定條件下,使用催化劑能加快反應速率
B. 當反應達平衡時,恒溫恒壓條件下通入Ar,COCl2的轉(zhuǎn)化率不變
C. 單位時間內(nèi)生成CO和消耗Cl2的物質(zhì)的量比為1∶1時,反應達到平衡狀態(tài)
D. 平衡時,其他條件不變,升高溫度可使該反應的平衡常數(shù)減小
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【題目】已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1;卮鹩嘘P(guān)中和反應的問題:
(1)用0.1molNaOH配成稀溶液與足量稀硝酸反應,放出_____熱量。
(2)如圖裝置中缺少的一種玻璃儀器是___,碎泡沫塑料的作用____。
(3)若通過實驗測定中和熱的ΔH,其結(jié)果常常大于-57.3kJ·mol-1,其原因可能是____。
(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進行上述實驗,測得的中和熱ΔH會___(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
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【題目】黃鉀銨鐵礬[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸,制取黃鉀銨鐵礬的示意圖如下:
(1)溶液X是________。
(2)檢驗濾液中是否存在K+的操作是________________________。
(3)黃鉀銨鐵礬的化學式可通過下列實驗測定:
①稱取一定質(zhì)量的樣品加入稀硝酸充分溶解,將所得溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加熱,收集到標準狀況下氣體224 mL,同時有紅褐色沉淀生成。
④將步驟③所得沉淀過濾、洗滌、灼燒,最終得固體4.80 g,則黃鉀銨鐵礬的化學式為______________。
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【題目】亞硝酰氯(NOC1)的沸點為-5.5℃,具有刺鼻惡臭味,在潮濕空氣中易水解,溶于濃硫酸,是有機合成中的重要試劑。某同學用如圖裝置,由NO與干燥純凈的Cl2反應制備NOCl。
己知:①Cl2沸點為-34.6℃,NO2Cl沸點為-15℃②2NO+Cl2=2NOC12NO2+Cl2=2NO2Cl
回答下列問題:
(1)銅與稀硝酸反應的化學方程式為______。
(2)圖中實驗裝置的連接順序為:a→_______。
(3)實驗時,先制取氯氣使充滿除A、B、C外的整套裝置,目的是______;裝置中充滿氯氣后,下—步是制取NO,具體操作是______;E中冰鹽水的溫度可低至-22℃,其作用是______。
(4)該同學的實驗設計可能的不足之處是______(答出一條即可)。
(5)若無C裝置,則不利于NOCl的制備,主要原因是______(用化學方程式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鈉,鎂,鋁,鐵四種金屬組成的混合物6 g,與足量的稀硫酸反應,產(chǎn)生標準狀況下的氫氣6.72 L,由此判斷混合物中必含 ( )
A.鈉B.鎂C.鋁D.鐵
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